《甲烷 烷烃》典例精析二

1．能够证明甲烷分子的空间结构为正四面体的事实是（　　）

A．甲烷的4个碳氢键的键能相等

B．甲烷的4个碳氢键的键长相等

C．甲烷的一氯代物只有1种

D．甲烷的二氯代物只有1种

【解析】先把CH₄分子空间构型的几种可能性画出来，然后依次思考排列可得到答案。

【答案】D

2．在集气瓶内使甲烷与氧气混合，点燃，进行爆炸性实验，下列甲烷与氧气的体积比（同温、同压）中，爆炸声最大的是（　　）

A．1∶1          B．1∶2          C．1∶3          D．3∶1

【解析】爆炸声最大的必要条件之一：气体恰好完全反应，使单位体积的气体反应放出的热量最多。甲烷与氧气在点燃的条件下发生完全反应的化学方程式为CH₄＋2O₂CO₂＋2H₂O。符合此反应中CH₄与O₂的物质的量比即可。

【答案】B

3．下列分子具有正四面体结构的是（　　）

【解析】本题主要考查甲烷分子的正四面体结构。由甲烷分子的结构，推导其取代物的分子结构。同时应明确正面体结构中各键应完全一样。CH₄为正四面体结构，若CH₄分子中4个氢原子被氯原子取代后，与CH₄分子结构相似，而CHCl₃、CH₂BrCl分子中各键不完全相同，均不属于正四面体结构。

【答案】A、D

4．某无色混合气体可能由CH₄、NH₃、H₂、CO、CO₂和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H₂SO₄时，总体积基本不变；通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在O₂中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO₄粉末变色。则原混合气体的成分是（　　）

A．CH₄和NH₃            B．HCl、H₂和CO

C．HCl和CO             D．HCl、CO和CO₂

【解析】混合气体通过浓H₂SO₄时总体积基本不变，说明没有NH₃，排除了A项。混合气体通入过量的澄清石灰水未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，说明没有CO₂、有HCl；剩余气体导出后，在O₂中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO₄粉末变色，说明没有氢元素，排除了B、D。

【答案】C

5．下列说法正确的是（　　）

A．凡是分子组成相差一个或几个CH₂原子团的物质，彼此一定是同系物

B．相对分子质量相同的几种化合物，就称为同分异构体

C．组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同的不同化合物，互为同分异构体

D．凡是符合通式C_nH_2n＋2的化合物，一定是烷烃

【解析】同系物的概念中，首先是结构相似为前提，缺少这一条件时，就不一定是同系物了，所以A不正确。同分异构体的前提是分子式相同，虽然同分异构体的相对分子质量一定相同，这还是因为它们的分子式相同的缘故；但相对分子质量相同的化合物其分子式不一定相同，如H₂SO₄和H₃PO₄、C₂H₆和CH₂O，因此相对分子质量相同的化合物不一定就是同分异构体，故B也不正确。组成元素的质量分数相同，且相对分子质量也相同，说明它们的分子式一定相同，既然是不同的化合物，结构肯定不同，它们之间是同分异构体是确定无疑的，C正确。由于烷烃结构的特点，碳原子的价键被氢原子所饱和，氢原子的数目已达最大比例，所以只要符合通式C_nH_2n＋2的烃，一定是烷烃，故D也是正确的。

【答案】C、D

6．下列说法正确的是（　　）

A．分子组成相差1个或若干个CH₂原子团的物质互称为同系物

B．相对分子质量相同的有机物是同分异构体

C．碳原子之间只以单键相结合的链烃为烷烃

D．分子式相同，结构相同的有机物一定是同一种物质

【解析】同系物必须是结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH₂原子团的物质。结构相似即强调必须是同一类有机物之间，才能互称同系物。所以A不正确。相对分子质量相同的有机物不一定存在同分异构关系，如C₁₀H₈与C₉H₂₀的相对分子质量都是128，显然它们之间无同分异构关系。所以化合物之间要存在有同分异构关系，就必须具有相同的分子式。

【答案】C、D

7．在下列结构的有机化合物中，属于同分异构体的正确组合是（　　）

①CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃

②CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃

③

④

⑤

A．①和③          B．②③⑤          C．①和②          D．③和④

【解析】根据同分异构体的特点：分子式相同，结构不同，首先找出具有相同碳原子数的有机物，①和④都有5个碳原子，②③⑤都是6个碳原子，然后再看它们的结构，都是烷烃，但是结构不同，所以①和④互为同分异构体，②③⑤互为同分异构体。

【答案】B

8．下列五种烃：①2－甲基丁烷、②2，2－二甲基丙烷、③戊烷、④丙烷、⑤丁烷，按它们的沸点由高到低的顺序排列正确的是（　　）

A．①＞②＞③＞④＞⑤              B．②＞③＞⑤＞④＞①

C．③＞①＞②＞⑤＞④              D．④＞⑤＞②＞①＞③

【解析】掌握烷烃同系物的物理性质的递变规律是解答本题的关键。同类烃碳原子数越多，熔沸点越高；同类烃中碳原子数相同时，支链越多，其熔沸点越低。故它们的沸点顺序排列为：戊烷＞2－甲基丁烷＞2，2－二甲基丙烷＞丁烷＞丙烷。

【答案】C

9．燃烧0.1 mol两种气态烃的混合物，生成3.58 L CO₂(标准状况)和3.60 g H₂O，则混合气体中（　　）

A．一定有甲烷                  B．一定有乙烷

C．一定无甲烷                  D．一定有丙烷

【解析】生成，生成，因此两种气态烃的平均组成为C_1.6H₄，根据混合物的平均组成可知，碳原子组成小于1.6的烃只有甲烷，而另一种烃氢原子数必为4，碳原子数大于或等于2的气态烃。因此只有选项A正确。

【答案】A